深入理解Java内存模型（四） volatile

深入理解Java内存模型（四） volatile2014-05-31 infoq 程晓明volatile的特性

当我们声明共享变量为volatile后，对这个变量的读/写将会很特别。理解 volatile特性的一个好方法是：把对volatile变量的单个读/写，看成是使用同一个监视器锁对这些单个读/写操作做了同步。下面我们通过具体的示例来说明，请看下面的示例代码：

class VolatileFeaturesExample {volatile long vl = 0L;//使用volatile声明64位的long型变量 public void set（long l） {vl = l; //单个volatile变量的写} public void getAndIncrement （） {vl++;//复合（多个）volatile变量的读/写}public long get（） {return vl; //单个volatile变量的读}}

假设有多个线程分别调用上面程序的三个方法，这个程序在语意上和下面程序等价：

class VolatileFeaturesExample {long vl = 0L; // 64位的long型普通变量 public synchronized void set（long l） { //对单个的普通 变量的写用同一个监视器同步vl = l;} public void getAndIncrement （） { //普通方法调用long temp = get（）; //调用已同步的读方法temp += 1L;//普通写操作set（temp）; //调用已同步的写方法}public synchronized long get（） { //对单个的普通变量的读用同一个监视器同步return vl;}}

如上面示例程序所示，对一个volatile变量的单个读/写操作，与对一个普通变量的读/写操作使用同一个监视器锁来同步，它们之间的执行效果相同。

监视器锁的happens-before规则保证释放监视器和获取监视器的两个线程之间的内存可见性，这意味着对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入。

监视器锁的语义决定了临界区代码的执行具有原子性。这意味着即使是64位的long型和double型变量，只要它是volatile变量，对该变量的读写就将具有原子性。如果是多个volatile操作或类似于volatile++这种复合操作，这些操作整体上不具有原子性。

简而言之，volatile变量自身具有下列特性：

可见性。对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入。

原子性：对任意单个volatile变量的读/写具有原子性，但类似于volatile++这种复合操作不具有原子性。

volatile写-读建立的happens before关系

上面讲的是volatile变量自身的特性，对程序员来说，volatile对线程的内存可见性的影响比volatile自身的特性更为重要，也更需要我们去关注。

从JSR-133开始，volatile变量的写-读可以实现线程之间的通信。

从内存语义的角度来说，volatile与监视器锁有相同的效果：volatile写和监视器的释放有相同的内存语义；volatile读与监视器的获取有相同的内存语义。

请看下面使用volatile变量的示例代码：

class VolatileExample {int a = 0;volatile boolean flag = false; public void writer（） {a = 1; //1flag = true; //2} public void reader（） {if （flag） {//3int i =a; //4……}}}